Войти
Пример исследовательской экспедиции в 20 веке, аналогичной тем, которые были предприняты для заполнения австралийской системы отсчета высоты.
Австралийская система отсчета высоты (AHD) была введена в 1971 году как официальная вертикальная система отсчета для Австралии и, таким образом, служит в качестве эталона, на который ссылаются все измерения высоты. AHD представляет собой объединение десятилетий работы по выравниванию, проводимой многочисленными властями штатов и территорий по всей стране, и был скорректирован для согласования с средним уровнем моря наблюдениями тридцати уровнемеры, расположенные по всей береговой линии. Хотя он по-прежнему остается опубликованной вертикальной точкой отсчета для всех геодезических и инженерных операций, выполняемых на всей территории Австралии, новые технологии выявили многочисленные недостатки, смещения и искажения в AHD, привело к дискуссиям об определении новой австралийской вертикальной системы координат.
Старый мареограф, расположенный в Форт-Денсион, Сидней, Австралия До создания австралийской системы высот нивелирные съемки проводились компанией p профессиональные геодезисты для строительства и картографии, использующие только местные или государственные вертикальные системы координат. Проведение военных операций на материковой части Австралии во время Второй мировой войны сильно выявило отсутствие австралийских топографических карт в такой степени, что премьер-министр Бен Чифли одобрил создание в 1945 году Национального картографического совета Австралии с основной целью планирования и управления национальной топографической картографической деятельностью. Первый Национальный картографический совет состоял из директора Национального картографического управления, Генерального инспектора Содружества и соответствующих генеральных инспекторов штата. На первом заседании Совета представители властей соответствующих штатов обсуждали необходимость создания единой национальной схемы для съемки и картографии Австралии. По завершении встречи члены Национального картографического совета Австралии единогласно согласились, что директору национального картографического управления Фредерику Джонстону будет поручено координировать действия местных властей, властей штата и Содружества в целях выполнения картографических работ. на всем австралийском континенте ; деятельность, позже названная Австралийское исследование уровней.
С 1945-1955 гг. Новый Южный Уэльс, Власти штата Виктория и Западная Австралия при содействии Королевского австралийского геодезического корпуса начали австралийское исследование нивелирования с нивелировки 4800 км материка. К 1960 году было завершено 20 800 км контролируемой планировки с добавлением властей штата Северная территория и Квинсленд. Чтобы помочь горнодобывающим компаниям в поисках нефти в течение 1960-х годов, Правительство Австралии выделило дополнительные средства директору Национального картографического департамента для найма частных геодезистов для ускорения геодезических работ. К 1970 году объединение данных нивелирования и мареографов, полученных в результате этих коллективных съемок, привело к формированию 97 320 км «единой однородной сети» первичного нивелирования, охватывающей всю страну, которая получила название Австралийская национальная сеть нивелирования. Путем линейной корректировки 757 участков первичного нивелирования по Австралийской национальной сети нивелирования, одновременно «удерживая 30 мареографов, зафиксированных на их средних значениях уровня моря», австралийская система высот была определена и затем принята Национальным картографическим советом Австралии в июле. 1971.
Австралийская система отсчета высоты - это высота 0,000 м по вертикали, установленная в рамках Австралийской национальной сети нивелирования (ANLN), путем взятия среднего уровня моря 30 мареографов вдоль всей австралийской береговой линии за период 1966-1968 гг. базовая поверхность основана на корректировке методом наименьших квадратов исходных «первичных» данных нивелирования, охватывающих 97 320 км, в сочетании с более поздними «дополнительными» данными нивелирования, охватывающими 80 000 км.
Пять различных органов наблюдения внесли свой вклад в разделы первичного нивелирования в Австралийской национальной сети нивелирования, которые использовались для определения австралийской системы отсчета высоты, каждая из которых использовала свои собственные группы нивелирования, которые проводили комбинацию одностороннее и двустороннее выравнивание. Эти выравнивающие группы состояли из двух водителей отдельных транспортных средств, а также одного механика, который попеременно переключался между машинами, когда они «прыгают через лягушку по маршруту выравнивания». Эта стратегия предполагала, что человек, работающий с прибором, снимал задний прицел, прежде чем один из водителей проезжал мимо неподвижной машины другого водителя к следующей позиции, чтобы взять передний прицел чтение персонала. Обязанности двух водителей заключались в том, чтобы держать рейки для выравнивания, в то время как машинист по приборам работал с уровнем и записывал показания в журнал уровней. Применяя эту стратегию, выравнивающие группы смогли достичь в среднем 35 км первичной выравнивания каждый день. Одностороннее нивелирование предполагало принятие этой изложенной методологии только в одном направлении, в то время как двухстороннее нивелирование также повторяет это снова в противоположном направлении для повышения точности показаний. Ниже описывается совокупный вклад нивелирующих сторон в их соответствующие наблюдательные органы:
| Тип первичного нивелирования (км) | Наблюдение Власть | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Государственные органы (объединенные) | Отдел Национального картографирования | Департамент внутренних дел | Снежные горы Гидроэнергетическое управление | Подрядчики | |
| Исходный и второй Одностороннее выравнивание | 697,0 | 4 203,8 | 23 590,0 | 0,0 | 19 613,5 |
| Первое, второе и Третий порядок Двустороннее выравнивание | 21 529,0 | 332,3 | 3 064,2 | 479,7 | 47 862,5 |
На этой карте показано положение 30 мареографов, используемых для определения австралийской высоты (материк) Уровень моря данные тридцати мареографов, расположенных вокруг материковой части Австралии береговая линия также была перевала взяты для получения австралийской высоты. Расстояния между каждым последующим датчиком приливов и отливов значительно различались по стране: наименьший интервал между Порт Кембла и Кэмп-Коув (128 км), а наибольший интервал - между Пойнт Лонсдейл и Порт Кембла (1150 км). Наблюдения за уровнем моря проводились ежечасно с 1 января 1966 года по 31 декабря 1968 года для 29 из установленных мареографов и с 1 января 1957 года по 31 декабря 1960 года для одиночного мареографа в Карумба, Квинсленд. После того, как все данные о приливах были собраны и обработаны, станция уровнемера Порт-МакДоннелл была выбрана в качестве «номинального источника», а среднему уровню моря станции было присвоено значение 0,000 м.. Уравнения нулевого состояния между данными об уровне моря Порт Макдоннелл и других 29 станций были затем использованы для удержания среднего уровня моря на уровне 0,000 м по всей национальной сети мареографов, в то время как первичные и вторичные записи нивелирования в рамках Австралийской национальной сети нивелирования были одновременно подогнан под эту модель. Таким образом, в 1971 году была получена и официально принята австралийская поверхность отсчета высоты в качестве эталона, на который ссылаются все новые измерения вертикальной высоты в Австралии.
С момента создания австралийской системы отсчета высот в 1971 году с использованием новейших технологий были выявлены и исследованы многочисленные недостатки, искажения, смещения и другие ошибки. Из-за отчаянной потребности Австралии в геодезическом вертикальном контроле и точном топографическом картировании для добычи полезных ископаемых в течение 1970-х годов австралийская система высот была построена с использованием более низкого стандарта нивелирования. оборудование и методы, обеспечивающие завершение в кратчайшие сроки. Например, около 80% (76520 км) первичной планировки, входящей в Австралийскую национальную сеть выравнивания, было выполнено частными подрядчиками в течение 10-летнего периода с 1960-1970 гг. С тех пор были выявлены значительные ошибки, в том числе наклон Север-Юг на 1,5 м, смещение между материковой частью Австралии и Тасманией на 26 см, а также региональные искажения. на всей территории Западная Австралия.
Склон Север-Юг - это систематическая ошибка в горизонтальной поверхности австралийской высоты отсчета примерно в 1,5 м от северного побережья до южного побережья Австралии. Этот наклон является довольно проблематичным, так как он опровергает главное предположение при использовании австралийской системы отсчета высоты: опорная поверхность имеет нулевой градиент (т.е. идеально горизонтальный). Хотя эта систематическая ошибка относительно несущественна для проектирования «малых инженерных проектов», использующих локальные высоты, наклон Север-Юг очень влияет на дизайн «крупномасштабных исследований», охватывающих большие расстояния по стране. Уклон север-юг в первую очередь связан с тем, что австралийская система высот была принята в качестве фиксированного среднего уровня моря для 30 мареографов вокруг Австралии за двухлетний период, игнорируя естественные вариации в топографии поверхности моря. Национальный картографический совет Австралии решил использовать этот подход «среднего уровня моря», чтобы свести к минимуму использование отрицательных высот, которые являются довольно проблематичными для геодезистов и инженеров вблизи прибрежных районов, где проживает большая часть населения. Используя метод среднего уровня моря, при создании австралийской системы высот не учитывалось значительное влияние средневременной динамической топографии океана на колебания уровня поверхности моря по всей стране. Пространственное изменение изменения уровня моря, отток пресной воды в портовых районах, где расположены датчики уровня моря, и сочетание динамики океана - все это способствовало формированию отчетливый 1,5-метровый склон с севера на юг в пределах австралийской высоты. Чтобы противодействовать этому наклону, была введена гравиметрическая квазигеоидная модель AUSGeoid09 для определения высот австралийской системы отсчета высот по показаниям Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS). Поскольку высота GPS обеспечивает гораздо больший предел считывания, чем величина ошибок уровня в австралийской системе отсчета высоты, модель AUSGeoid09 способна «практически» устранить ошибку Север-Юг при преобразовании показаний GNSS. до австралийских высот.
Австралийская система высот (Тасмания ) рассматривается как отдельная система отсчета по отношению к австралийской системе отсчета высоты, состоящая из корректировки методом наименьших квадратов семидесяти двух участков нивелирования по всему штату Тасмания, при одновременном назначении среднего уровня моря по двум датчикам приливов в Хобарт и Берни вертикальная высота 0,000 м за 1972 год. Этот метод отличается от метода, использованного для определения среднего уровня моря, используемого для создания системы высот на материковой части Австралии, которая была взята за период с 1966 по 1968 год для 29 датчиков приливов и отливов. и 1957-1960 гг. для одиночного мареографа в Карумба. При использовании несовместимых подходов к периоду исследования среднего уровня моря во время установления двух датумов, средние уровни моря для материка и тасманийские датумы с большой вероятностью будут содержать некоторую степень ошибки относительно истинного среднего значения уровня моря. Это пренебрежение различиями в средней по времени динамической топографии океана между созданием системы отсчета высоты в Австралии (материк) и системы отсчета высоты в Австралии (Тасмания) привело к явному смещению между высотой материка и поверхности Тасмании опорных поверхностей, по оценкам, составляет от -61 мм до +48 мм.
Помимо склона Север-Юг, были обнаружены многие другие региональные искажения в пределах австралийской системы отсчета высот. идентифицированы в штате Западная Австралия. Наибольшие из этих нелинейных искажений присутствуют в регионах Голдфилдс-Эсперанс и северном Кимберли. В отличие от четко определенного и измеримого наклона с севера на юг по штату, линейная регрессия этих искажений не поддается никаким отчетливым тенденциям. Более того, использование гравиметрических квазигеоидных моделей для «практического» устранения влияния средневременной динамической топографии океана не сводит к минимуму масштаб этих региональных искажений. По этим причинам региональные искажения на всей территории Западной Австралии приписываются случайным ошибкам, «присутствующим в наблюдениях за выравниванием духа » во время создания Австралийской системы отсчета высот.
